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锰掺杂铌酸锂晶体的光致电荷输运过程和全息记录研究

作　者: 张小齐
导　师: 刘友文
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 光学工程
关键词: 光折变效应非挥发性全息记录光固定电荷输运过程近化学计量比铌酸锂晶体
分类号: O437.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 29次
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内容摘要

Buse等人在双掺杂Fe:Mn铌酸锂晶体实现的非挥发全息记录不但是一种有应用前景的光固定方法,而且也是一种在晶体中记录局域体全息的全光学的方法。本文用顶部籽晶法在不同锂浓度熔液里生成了轻度掺杂锰(~10 ppm)的近化学计量比铌酸锂晶体。在紫外泵浦光(350 nm)照射下通过探测光致吸收(780 nm)研究了铌酸锂晶体的电荷输运过程,结果表明光致吸收的暗衰减过程以扩展指数的形式衰减。实验测量了光致吸收、衰减时间常数和扩展因子对泵浦光光强的依赖关系。在z轴方向上加直流电场测量了紫外光照射下光生伏打电流强度和光电导,发现它们与光强之间成超线性关系。实验结果可以用考虑本征缺陷能级和掺杂能级之间激发和复合的修正的二中心电荷输运模型进行定量的解释。文中还给出了在小调制度近似下锰掺杂铌酸锂晶体用双色光进行非挥发性全息记录的动力学方程,得出一组描述记录动力学的耦合微分方程组,对全息记录的动态发展过程做了模拟计算。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-23
  1.1 光折变效应的历史回顾及应用  10-16
    1.1.1 光折变效应  10-13
    1.1.2 光折变效应的历史回顾  13-15
    1.1.3 光折变材料及其应用  15-16
  1.2 光折变体全息存储  16-18
    1.2.1 光折变体全息图的基本原理  16
    1.2.2 光折变体全息存储技术的主要特点  16-17
    1.2.3 光折变体全息存储的复用技术和编码方式  17
    1.2.4 光折变全息图的固定技术  17-18
  1.3 近化学计量比LINBO_3晶体  18
  1.4 双色全息存储  18-19
  1.5 LINBO_3晶体中的小极化子  19-20
  1.6 光折变效应的一些重要特征参量及其描述  20-23
    1.6.1 响应时间  20
    1.6.2 全息动态范围  20-21
    1.6.3 光折变灵敏度  21-22
    1.6.4 角分复用参数和分辨率  22-23
第二章晶体材料制备和数据测量  23-27
  2.1 晶体制备  23-24
  2.2 数据测量  24-27
    2.2.1 测量光致吸收  24-25
    2.2.2 测量光电流和光电导  25-26
    2.2.3 双色全息实验  26-27
第三章理论模型  27-41
  3.1 载流子的运输机制  27-28
    3.1.1 漂移电流  27-28
    3.1.2 扩散电流  28
    3.1.3 光生伏打电流  28
  3.2 泊松方程和连续性方程  28-29
  3.3 光折变晶体中光传播的波动方程  29
  3.4 电荷输运模型  29-35
    3.4.1 一中心模型  30-32
    3.4.2 电子-空穴竞争模型  32-33
    3.4.3 二中心模型  33-35
  3.5 两光束耦合  35-37
  3.6 考虑锰离子和小极化子间直接跃迁和复合的二中心模型  37-41
    3.6.1 仅紫外光照射下对晶体的敏化  37-39
    3.6.2 记录  39-41
第四章分析与讨论  41-47
  4.1 光致吸收及其衰减过程  41-44
  4.2 光电流和光电导  44-45
  4.3 全息记录全过程分析  45-47
第五章总结  47-48
参考文献  48-54
致谢  54-55
在学期间的研究成果及发表的学术论文  55-56
附录  56-57

锰掺杂铌酸锂晶体的光致电荷输运过程和全息记录研究

内容摘要

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